中国汽车冲压行业的同步工程研讨(讲义)
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11
产品设计阶段
严格管控产品工艺 性审查
工艺设计阶段
➢ 学习参考类似车 型成熟工艺，降低 工装开发风险
➢ 统一模、夹、检 定位基准，以保证 白车身精度要求
工装开发阶段
明确技术要求和验 收标准，建立过程 跟踪控制规范
试制验证阶段
依据制造过程质量 控制策略，严控精 度检测控制要素
12
4.1 标杆车分析
14
➢ （1 ）激光拼焊板的冲压成形技术
激光拼焊板冲压成形技术是车身轻量化的先进制造技术之一。西方汽车发达 国家已成功地将该技术应用于内覆盖件和骨架件等车身零件（见图中所示）的13 种零件的冲压生产中。
15
➢ 源自文库2 ）先进高强度钢板材的冷冲压工艺 根据材料强化机理的不同，高强度钢可分为普通高强度钢和先进
16
2）技术难点：冲压回弹造成冲压件的尺寸精度严重超差
和普通高强度钢相比，先进高强度钢在冲压过程中不仅会造成较 大的弯曲回弹和扭曲变形，而且还会产生严重的侧壁卷曲(sidewall curl)，这将严重影响冲压件的形状尺寸精度和整车装配。
双相钢DP600
普通高强度钢
侧壁卷曲
双相钢和普通高强度钢冲压件的回弹差异
同步工程团队与产品设计部门协作通常存在的问题
➢ 同步工程团队的技术水平还有待提高，否则无法让产品设计部 门信服并积极配合；
➢ 产品数模发放计划通常很难严守，导致工艺同步工作仓促、效
果不佳；有时产品设计部门对工艺性审查意见的整改也存在反
馈不及时的现象。
10
四、冲压SE的工作内容
冲压SE的工作内容主要包括标杆车分析、造型/断面分析、工艺规划、工艺性 审查、成形仿真分析、材料利用率提升策划、工艺设计以及质量控制策划和实施 验证工作。
中国汽车冲压行业的同步工程研讨
1
目录
第一部分 引言 第二部分 同步工程的目的 第三部分 当前存在的问题 第四部分 冲压SE工作内容
4.1、标杆车分析 4.2、造型/断面分析 4.3、工艺方案初步规划
2
4.4、产品工艺性审查 4.5、成形仿真分析 4.6、材料利用率提升方案策划 4.7、工艺设计 4.8、质量控制策划 4.9、SE结果验证
高强度钢(AHSS)，其中先进高强度钢主要包括双相(DP)钢、复相 (CP)钢、相变诱导塑性(TRIP)钢和马氏体(M)钢等。双相(DP)钢和相 变诱导塑性(TRIP)钢通常采用冷冲压工艺实现车身轻量化。
1）先进高强度钢的优点
• 减重 • 提高碰撞安全性能 • 降低车身制造成本 • 提高车身疲劳强度
通过同步工程发现
问
问题的曲线
题
数
量
一般的开发方式下发 现问题的曲线
概念报告
产品设计
S阶段
TTO
车身开发过程
1 PP
2 PP
量产 7
同步工程的实施目的
➢ 工艺设计与产品设计并行开发，有效缩短工装开发周期 ➢ 确保产品设计的可制造性，保证冲压零件首次提样的项目节点 ➢ 减少样车试制期间的产品设变，节省工装整改费用 ➢ 优化产品分块及板料排样，提高材料利用率，降低采购成本 ➢ 合理规划冲压工序，确保生产稳健性，提高设备利用率
17
AHSS/UHSS冷冲压面临的挑战
▪ AHSS/UHSS的大量应用是汽车工业的发展趋势。 ▪ 回弹问题是AHSS/UHSS冷冲压面临的主要技术障碍。 ▪ 国外汽车公司已经成功地将回弹控制技术应用于车身制造中。
18
➢ （3 ）硼钢板材的热冲压工艺
热冲压过程中硼钢材料首先在加热炉里温度升至900ºC，然后送入配备冷却 系统的模具中进行冲压成形并同时在模具中迅速冷却，从而使材料晶相由奥氏体 完全转变为马氏体，屈服强度由最初的320MPa升高至1150MPa以上。
➢ 最低的模具制造成本、最短的模具开发周期；
➢ 最稳健经济的冲压生产工艺；
➢ 精益的工艺型面设计；
➢ 最合理的钣金材料利用率；
➢ 成熟的冲压件精度控制策略；
➢ 轻量化的模具结构设计；
➢ 高精度数控编程及加工技术；
➢ 以技术为主导的短周期模具调试；
➢ 较高的产品冲压效率 (SPM)
5
达到世界级模具制造水平的途径
➢ 建立以知识库为基础的的工艺控制和数据跟踪管理系统 ➢ 采用以技术为主导的模具开发制造模式
世界级产品设计的水平
➢ 产品设计数模与工艺设计能够同时冻结 ➢ 途径：实施行之有效的制造工艺同步工程
6
二、同步工程的目的
近年来，同步工程（SE工程）的理念已逐步被我国主机厂接纳并 深入推广。制造工艺的同步工程就是将工艺设计与产品设计并行开 发，在产品数模冻结之前挖掘产品和工艺存在的问题并及时整改， 以减少后期由于设计变更而造成的成本浪费。
9
同步工程团队与工装开发单位协作通常存在的问题
➢ 工艺设计依赖于工装开发商，但开发商难以早期确定，造成工 艺设计启动时间的严重滞后以及双方设计理念上的沟通过迟;
➢ 同步工程的输出与后期的工装开发脱节: 同步工程团队(如咨询 公司)一旦没有能力或权力评审和指导工装开发的设计，其建议 往往不被工装开发商接受，导致同步工程的实施效果大打折扣。
工作项目 标杆车分析
序号
工作内容
1
标杆车型的调查、评价以及不良问题收集
2
工艺性难点汇总、质量提升策划、新技术新工艺研究
3 钣金件品质检查及冲压工艺性研究 4 材料利用率初步分析
5
冲压生产能力评估
13
新技术新工艺研究
（1）激光拼焊板的冲压成形技术； （2）先进高强钢板材的冷冲压工艺； （3）硼钢板材的热冲压工艺； （4）铝合金板材的冲压成形技术； （5）复合钢板的冲压成形技术； （6）内高压胀形技术； （7）滚压成形技术； （8）滚轮包边技术。
8
三、当前存在的问题
我国主机厂对同步工程的开展通常经历“项目外委合作”、“内部 消化吸收”和“项目独自承担”三个阶段。
制造工艺的同步工程工作在我国主机厂只能够实现局部意义上的 同步，有待于持续改善，向全方位与产品开发同步的目标努力。目前 我国主机厂同步工程和工艺设计往往并非由同一技术团队完成，二者 设计水平和理念上的差异导致双方技术衔接相当困难，最终造成原本 已经设计冻结的产品数模在工装开发的初期（即工装开发商的工艺设 计阶段）还要重新遭遇一轮设计变更，极大影响了项目进度。
第五部分 成形仿真专题研讨 第六部分 工艺设计专题研讨 第七部分 回弹控制专题研讨
3
一、引言
世界级汽车主机厂应具备的条件
➢ 产品定位能够与国际知名汽车公司相匹敌； ➢ 具备低成本、高效率、高质量的产品开发优势； ➢ 拥有全球市场竞争实力，不能局限于国内乃至个别区域。
4
世界级模具制造水平应具备的条件
产品设计阶段
严格管控产品工艺 性审查
工艺设计阶段
➢ 学习参考类似车 型成熟工艺，降低 工装开发风险
➢ 统一模、夹、检 定位基准，以保证 白车身精度要求
工装开发阶段
明确技术要求和验 收标准，建立过程 跟踪控制规范
试制验证阶段
依据制造过程质量 控制策略，严控精 度检测控制要素
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4.1 标杆车分析
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➢ （1 ）激光拼焊板的冲压成形技术
激光拼焊板冲压成形技术是车身轻量化的先进制造技术之一。西方汽车发达 国家已成功地将该技术应用于内覆盖件和骨架件等车身零件（见图中所示）的13 种零件的冲压生产中。
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➢ 源自文库2 ）先进高强度钢板材的冷冲压工艺 根据材料强化机理的不同，高强度钢可分为普通高强度钢和先进
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2）技术难点：冲压回弹造成冲压件的尺寸精度严重超差
和普通高强度钢相比，先进高强度钢在冲压过程中不仅会造成较 大的弯曲回弹和扭曲变形，而且还会产生严重的侧壁卷曲(sidewall curl)，这将严重影响冲压件的形状尺寸精度和整车装配。
双相钢DP600
普通高强度钢
侧壁卷曲
双相钢和普通高强度钢冲压件的回弹差异
同步工程团队与产品设计部门协作通常存在的问题
➢ 同步工程团队的技术水平还有待提高，否则无法让产品设计部 门信服并积极配合；
➢ 产品数模发放计划通常很难严守，导致工艺同步工作仓促、效
果不佳；有时产品设计部门对工艺性审查意见的整改也存在反
馈不及时的现象。
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四、冲压SE的工作内容
冲压SE的工作内容主要包括标杆车分析、造型/断面分析、工艺规划、工艺性 审查、成形仿真分析、材料利用率提升策划、工艺设计以及质量控制策划和实施 验证工作。
中国汽车冲压行业的同步工程研讨
1
目录
第一部分 引言 第二部分 同步工程的目的 第三部分 当前存在的问题 第四部分 冲压SE工作内容
4.1、标杆车分析 4.2、造型/断面分析 4.3、工艺方案初步规划
2
4.4、产品工艺性审查 4.5、成形仿真分析 4.6、材料利用率提升方案策划 4.7、工艺设计 4.8、质量控制策划 4.9、SE结果验证
高强度钢(AHSS)，其中先进高强度钢主要包括双相(DP)钢、复相 (CP)钢、相变诱导塑性(TRIP)钢和马氏体(M)钢等。双相(DP)钢和相 变诱导塑性(TRIP)钢通常采用冷冲压工艺实现车身轻量化。
1）先进高强度钢的优点
• 减重 • 提高碰撞安全性能 • 降低车身制造成本 • 提高车身疲劳强度
通过同步工程发现
问
问题的曲线
题
数
量
一般的开发方式下发 现问题的曲线
概念报告
产品设计
S阶段
TTO
车身开发过程
1 PP
2 PP
量产 7
同步工程的实施目的
➢ 工艺设计与产品设计并行开发，有效缩短工装开发周期 ➢ 确保产品设计的可制造性，保证冲压零件首次提样的项目节点 ➢ 减少样车试制期间的产品设变，节省工装整改费用 ➢ 优化产品分块及板料排样，提高材料利用率，降低采购成本 ➢ 合理规划冲压工序，确保生产稳健性，提高设备利用率
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AHSS/UHSS冷冲压面临的挑战
▪ AHSS/UHSS的大量应用是汽车工业的发展趋势。 ▪ 回弹问题是AHSS/UHSS冷冲压面临的主要技术障碍。 ▪ 国外汽车公司已经成功地将回弹控制技术应用于车身制造中。
18
➢ （3 ）硼钢板材的热冲压工艺
热冲压过程中硼钢材料首先在加热炉里温度升至900ºC，然后送入配备冷却 系统的模具中进行冲压成形并同时在模具中迅速冷却，从而使材料晶相由奥氏体 完全转变为马氏体，屈服强度由最初的320MPa升高至1150MPa以上。
➢ 最低的模具制造成本、最短的模具开发周期；
➢ 最稳健经济的冲压生产工艺；
➢ 精益的工艺型面设计；
➢ 最合理的钣金材料利用率；
➢ 成熟的冲压件精度控制策略；
➢ 轻量化的模具结构设计；
➢ 高精度数控编程及加工技术；
➢ 以技术为主导的短周期模具调试；
➢ 较高的产品冲压效率 (SPM)
5
达到世界级模具制造水平的途径
➢ 建立以知识库为基础的的工艺控制和数据跟踪管理系统 ➢ 采用以技术为主导的模具开发制造模式
世界级产品设计的水平
➢ 产品设计数模与工艺设计能够同时冻结 ➢ 途径：实施行之有效的制造工艺同步工程
6
二、同步工程的目的
近年来，同步工程（SE工程）的理念已逐步被我国主机厂接纳并 深入推广。制造工艺的同步工程就是将工艺设计与产品设计并行开 发，在产品数模冻结之前挖掘产品和工艺存在的问题并及时整改， 以减少后期由于设计变更而造成的成本浪费。
9
同步工程团队与工装开发单位协作通常存在的问题
➢ 工艺设计依赖于工装开发商，但开发商难以早期确定，造成工 艺设计启动时间的严重滞后以及双方设计理念上的沟通过迟;
➢ 同步工程的输出与后期的工装开发脱节: 同步工程团队(如咨询 公司)一旦没有能力或权力评审和指导工装开发的设计，其建议 往往不被工装开发商接受，导致同步工程的实施效果大打折扣。
工作项目 标杆车分析
序号
工作内容
1
标杆车型的调查、评价以及不良问题收集
2
工艺性难点汇总、质量提升策划、新技术新工艺研究
3 钣金件品质检查及冲压工艺性研究 4 材料利用率初步分析
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冲压生产能力评估
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新技术新工艺研究
（1）激光拼焊板的冲压成形技术； （2）先进高强钢板材的冷冲压工艺； （3）硼钢板材的热冲压工艺； （4）铝合金板材的冲压成形技术； （5）复合钢板的冲压成形技术； （6）内高压胀形技术； （7）滚压成形技术； （8）滚轮包边技术。
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三、当前存在的问题
我国主机厂对同步工程的开展通常经历“项目外委合作”、“内部 消化吸收”和“项目独自承担”三个阶段。
制造工艺的同步工程工作在我国主机厂只能够实现局部意义上的 同步，有待于持续改善，向全方位与产品开发同步的目标努力。目前 我国主机厂同步工程和工艺设计往往并非由同一技术团队完成，二者 设计水平和理念上的差异导致双方技术衔接相当困难，最终造成原本 已经设计冻结的产品数模在工装开发的初期（即工装开发商的工艺设 计阶段）还要重新遭遇一轮设计变更，极大影响了项目进度。
第五部分 成形仿真专题研讨 第六部分 工艺设计专题研讨 第七部分 回弹控制专题研讨
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一、引言
世界级汽车主机厂应具备的条件
➢ 产品定位能够与国际知名汽车公司相匹敌； ➢ 具备低成本、高效率、高质量的产品开发优势； ➢ 拥有全球市场竞争实力，不能局限于国内乃至个别区域。
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世界级模具制造水平应具备的条件